Introduzione alle VPN - concetti, classificazione e architetture | Sistemi e Reti
Anno 5 · Modulo 3 · Lezione 6 · Sistemi e Reti
✍ Autore: Prof. Giagnotti · Materia: Sistemi e Reti

Introduzione alle VPN - concetti, classificazione e architetture

Reti private su Internet pubblica: cosa significa davvero Virtual Private Network, come funziona il tunnel crittografico, quando scegliere Site-to-Site, Remote Access o Personal e perché MPLS non è una VPN crittografica.

⏱ 55 min 📚 Anno 5 Modulo 3 🔐 VPN · IPsec · Tunnel 🏗️ Site-to-Site · Remote Access
// OBIETTIVI DI APPRENDIMENTO
✓Definire cos'è una VPN e spiegare il concetto di tunnel crittografico su rete pubblica
✓Distinguere VPN Site-to-Site, Remote Access e Personal descrivendo casi d'uso e architetture di ciascuna
✓Spiegare la differenza tra Intranet ed Extranet e come la VPN Site-to-Site le realizza tecnicamente
✓Distinguere Secure VPN e Trusted VPN/MPLS spiegando perché MPLS non è una VPN crittografica
✓Valutare vantaggi, limiti, split tunneling e implicazioni di sicurezza di una VPN aziendale

1. Il problema delle comunicazioni su reti pubbliche

Quando due dispositivi comunicano attraverso Internet, i dati attraversano reti pubbliche che non sono sotto il nostro controllo: router di provider diversi, backbone internazionali, nodi di transito gestiti da terze parti. Questo comporta tre rischi concreti che la VPN nasce per risolvere.

01 · RISCHIO

👁️ Intercettazione

Un attaccante sulla stessa rete (Wi-Fi bar, aeroporto) può catturare i pacchetti e leggerne il contenuto se non cifrato.

02 · RISCHIO

✏️ Manipolazione

I dati possono essere modificati in transito (MITM) senza che mittente o destinatario se ne accorgano.

03 · RISCHIO

🎭 Impersonazione

Senza autenticazione è impossibile verificare che l'interlocutore sia davvero chi dice di essere.

📌 Definizione da ricordare

VPN = tecnologia che crea un collegamento sicuro tra dispositivi lontani sfruttando Internet come trasporto, ma garantendo riservatezza e integrità paragonabili a una rete privata dedicata.

💬 Tip del docente

All'interrogazione: parti dalla rete pubblica non fidata → citi i 3 rischi → introduci VPN come soluzione che aggiunge cifratura + autenticazione + integrità. È la sequenza che convince.

2. Cos'è una VPN e il tunnel crittografico

Il termine Virtual Private Network esprime già le caratteristiche fondamentali della tecnologia, come da sorgente:

VIRTUAL

Collegamento logico

Non esiste cavo dedicato. Il collegamento è creato via software sopra Internet.

PRIVATE

Isolato e cifrato

Dati cifrati, inutilizzabili se intercettati. Isolamento garantito crittograficamente.

NETWORK

Integrazione LAN

Dispositivi remoti appaiono come se fossero nella stessa rete locale.

Il concetto di tunnel crittografico

Il meccanismo centrale è il tunnel: i dati originali vengono incapsulati in un nuovo pacchetto e cifrati prima della trasmissione. Il tunnel è virtuale — non è un cavo fisico ma un percorso logico protetto.

🏢 Sede A LAN interna dati in chiaro cifra+incapsula 🔒 TUNNEL CIFRATO Internet - rete pubblica [IPsec/ESP] payload cifrato intercettazione inutile decifra+estrae 🏢 Sede B LAN interna dati in chiaro

I dispositivi alle estremità vedono dati in chiaro. Solo il trasporto intermedio è cifrato. Per questo si parla di overlay sicuro sopra infrastruttura insicura.

🎯 Esempio in classe

Pensa a inviare un compito in busta trasparente via corriere pubblico (Internet) vs busta in cassaforte con sigillo (VPN). Senza cassaforte chiunque legga il percorso può leggere/modificare. Con VPN solo mittente e destinatario hanno la chiave.

Cosa garantisce una VPN

CIA · R

Riservatezza

Cifratura simmetrica (AES-GCM) rende il traffico illeggibile a chi intercetta.

CIA · I

Integrità

HMAC / tag di autenticazione: ogni alterazione viene rilevata e il pacchetto scartato.

CIA · A

Autenticazione

Identità verificata prima del tunnel: PSK, certificati X.509, RADIUS/AAA.

3. Vantaggi e limiti delle VPN

✅ VANTAGGI

Perché le usiamo ovunque

Economicità: linee dedicate costavano decine di k€/anno. VPN usa Internet.
Flessibilità: accesso da qualsiasi luogo.
Scalabilità: aggiungere sedi/utenti senza riprogettare.
Sicurezza Wi-Fi: impedisce MITM su reti pubbliche.

⚠️ LIMITI

Cosa non risolve da sola

Overhead: CPU per cifrare + header extra → latenza.
Complessità: errori di config compromettono sicurezza.
Fiducia provider: con VPN commerciali il provider vede i metadati.
Non è anonimato totale: maschera IP ma non garantisce anonimato assoluto.

⚠️ Errore comune in verifica

Dire "VPN = anonimato". Sbagliato: la VPN nasconde l'IP verso il sito, ma il provider VPN conosce la tua attività. L'anonimato vero richiede catene tipo Tor + policy no-log verificabili. In azienda la VPN serve per sicurezza, non per anonimato.

4. Classificazione per utilizzo: Site-to-Site, Remote Access, Personal

La divisione principale in classe è per caso d'uso, non per tecnologia.

VPN Site-to-Site

Collega due o più reti locali geograficamente distanti come se facessero parte della stessa infrastruttura. Non sono i singoli utenti a stabilire la connessione, ma i dispositivi di frontiera (router/firewall). Configurata una volta, resta sempre attiva e trasparente per gli utenti.

LAN Sede A - 192.168.1.0/24 PC, Server, Stampanti Router/FW A config IPsec qui utente non vede VPN ═══ TUNNEL IPsec ═══ Internet pubblica - cifrato LAN Sede B - 10.0.2.0/24 PC, Server, Lab Router/FW B config IPsec qui sempre attiva
CASO D'USO

Sede centrale ↔ filiali

Data center ↔ uffici distribuiti, scuola centrale ↔ plessi. Trasparente.

TECNICO

Protocollo tipico IPsec

Configurazione sui router di frontiera, non sui PC. ACL e routing adattati.

🎯 Esempio in classe - Site-to-Site

ITT con due plessi: segreteria a indirizzo 192.168.10.0/24, laboratorio a 192.168.20.0/24. Router Mikrotik/Cisco ai due estremi stabiliscono tunnel IPsec. Uno studente apre \fileserver erbali da plesso B: il traffico è instradato automaticamente nel tunnel, senza client VPN sul PC.

5. Intranet ed Extranet - modelli logici su VPN Site-to-Site

Distinzione non tecnologica ma logica e organizzativa, resa possibile dalla Site-to-Site:

INTRANET

🏢 Rete privata interna

Usa tecnologie Internet (TCP/IP, web, DB) ma accessibile solo a utenti interni. VPN Site-to-Site la estende oltre la singola LAN.

Esempio: registro elettronico centrale accessibile da tutte le sedi scolastiche via tunnel.

EXTRANET

🤝 Estensione controllata verso esterni

Porzione isolata della rete esposta a fornitori/partner con regole di filtraggio. Non è tutta la rete.

Esempio: fornitore accede solo al sistema ordini tramite VPN dedicata + ACL che nega tutto il resto.

💬 Tip del docente

Domanda classica: "Intranet vs Extranet?" Risposta: Intranet = chi può entrare? Solo interni. Extranet = chi può entrare? Esterni fidati ma solo a risorse limitate. Stessa tecnologia (Site-to-Site), diverso perimetro autorizzativo. Disegna un cerchio grande (Intranet) e un anello esterno con filtro (Extranet).

VPN Remote Access

Progettata per un singolo utente che si collega alla rete aziendale da remoto tramite client VPN sul proprio dispositivo. È il modello che ha reso possibile lo smart working strutturale.

💻 Laptop dipendente casa / hotel / viaggio Client VPN (AnyConnect, OpenVPN) IP pool: 192.168.1.200-220 TUNNEL IPsec/SSL IKEv2 / TLS + AES + MFA [VPN Gateway aziendale] Firewall / Concentrator Auth: RADIUS / Certificato NAT-T / Split tunnel policy Autorizzazione ACL LAN aziendale interna 10.0.0.0/16 - Server, DC, ERP 🖥️ FileServer - accessibile 📦 Gestionale - filtrato per ruolo 6 step negoziazione (vedi sotto)

6. Split tunneling e processo Remote Access

📌 Definizione da ricordare - Split Tunneling

Per default la Remote Access instrada TUTTO il traffico nel tunnel. Con split tunneling attivo: traffico verso risorse aziendali → tunnel VPN, traffico Internet generico (YouTube, Gmail) → diretto. Ottimizza banda ma aumenta superficie di attacco perché il dispositivo è dual-homed.

CONFIG · CISCO IOS - PROCESSO CONNESSIONE
! Fase 1-2: Client contatta gateway + negoziazione IKE crypto isakmp policy 10 encr aes 256 hash sha256 authentication pre-share group 14 lifetime 3600 ! Fase 3: Auth via AAA / RADIUS aaa new-model aaa authentication login VPN_AUTH group radius local crypto map VPN_MAP client authentication list VPN_AUTH ! Fase 4: Assegnazione IP da pool ip local pool VPN_POOL 192.168.1.200 192.168.1.220 ! Fase 5-6: Tunnel + autorizzazione crypto ipsec transform-set MYSET esp-aes 256 esp-sha-hmac crypto dynamic-map DYN_MAP 10 set transform-set MYSET reverse-route interface Gigabit0/1 crypto map VPN_MAP ! Policy split vs full tunnel ip access-list extended SPLIT_ACL permit ip 192.168.1.0 0.0.0.255 10.0.0.0 0.0.255.255 ! Se associ SPLIT_ACL → split tunneling, se 0.0.0.0/0 → full tunnel
01 → 06 · STEP

Processo di connessione

1) Client contatta server VPN (FW). 2) Negoziazione crittografica IKE. 3) Autenticazione utente (PSK/cert/AAA RADIUS). 4) Assegnazione IP interno da pool. 5) Tunnel cifrato stabilito. 6) Regole autorizzazione per risorse.

TRADE-OFF

Full vs Split

Full tunnel: più sicuro, controllo totale, ma sovraccarica Gateway e peggiora Netflix/YouTube.
Split: prestazionale, ma se il laptop è compromesso può diventare bridge verso LAN. In aziende critiche si preferisce full + proxy.

VPN Personal

Orientata a privacy individuale, non ad accesso aziendale. Obiettivo: proteggere navigazione su Wi-Fi pubblici, mascherare IP, bypassare geo-restrizioni.

⚠️ Attenzione - Personal vs Aziendale

Una VPN personale non garantisce anonimato assoluto. Il traffico transita per i server del provider che potrebbe conservare log. Fiducia nel fornitore, giurisdizione e audit no-log sono determinanti. In esame: distinguere bene "VPN personale = privacy su rete pubblica" vs "VPN aziendale = accesso controllato a risorse interne".

🎯 Esempio in classe - Personal

Docente in trasferta si collega al Wi-Fi dell'hotel (captive portal non cifrato). Attiva WireGuard personale verso VPS: tutto il traffico esce cifrato verso VPS, hotel vede solo tunnel. Torna a scuola, disattiva VPN personale e attiva VPN Remote Access aziendale per accedere a registro interno.

7. Secure VPN vs Trusted VPN / MPLS

Secondo criterio di classificazione, basato su come si ottiene la sicurezza:

SECURE VPN

🔒 Tunnel crittografico su Internet

Cifratura, autenticazione, integrità, anti-replay. Protocolli: IPsec, TLS/SSL VPN, WireGuard, OpenVPN.
Usata in aziende moderne su Internet pubblico.

TRUSTED VPN

🛡️ Isolamento garantito da operatore

Non si basa su crittografia ma su infrastruttura dell'operatore che garantisce isolamento e QoS. Tecnologia tipica: MPLS con label. Il provider garantisce separazione, ma il traffico non è cifrato end-to-end.

Secure VPN - IPsec / TLS / WireGuard Internet pubblica = non fidata LAN A ESP AES-GCM + HMAC LAN B ✅ Riservatezza E2E garantita da chiavi Trusted VPN - MPLS Label Switching Rete operatore = fidata su contratto LAN A Label 20 → 35 → 17 LAN B ⚠️ Isolamento SI, cifratura NO - serve IPsec sopra per riservatezza
⚠️ MPLS non è una VPN crittografica - da ricordare

Una rete MPLS instrada tramite etichette invece che IP. Il provider garantisce separazione logica tra clienti e QoS — ma il traffico non è cifrato end-to-end. Chi parla di "VPN MPLS" intende un servizio di connettività privata dell'operatore, non un tunnel cifrato. Per riservatezza su MPLS devi aggiungere IPsec sopra.

CriterioTipologiaFinalitàCifraturaProtocollo tipico
UtilizzoSite-to-SiteCollegare reti aziendali distanti, trasparente per utenti✅ ElevataIPsec
Remote AccessAccesso individuale remoto (smart working), richiede client✅ ElevataIPsec, SSL/TLS VPN
PersonalPrivacy e sicurezza navigazione personale su Wi-Fi pubblici✅ ElevataOpenVPN, WireGuard
SicurezzaSecure VPNProtezione tramite tunnel crittografato su rete pubblica✅ End-to-endIPsec, TLS, WireGuard
Trusted VPNIsolamento e QoS garantiti dall'operatore su rete gestita⚠️ Non necessariamenteMPLS (serve IPsec sopra per cifrare)
CLI · VERIFICA VPN - CHECKLIST OPERATIVA
# Site-to-Site - verifica tunnel IPsec show crypto isakmp sa # Phase 1: deve essere QM_IDLE show crypto ipsec sa # Phase 2: pkts encaps/decaps >0 ping 10.0.2.10 source 192.168.1.1 # test da LAN a LAN remota # Remote Access - verifica pool e utenti show ip local pool VPN_POOL # quanti IP assegnati show crypto session # utenti connessi, durata debug crypto isakmp # solo in lab, mai in produzione # Decisionale per verifica orale # "Quando scegli Site-to-Site?" -> Reti fisse, sempre on, trasparente # "Quando Remote Access?" -> Utenti mobili, singolo device, auth individuale # "MPLS è sicuro?" -> Isola ma non cifra, devi aggiungere IPsec se dati sensibili

8. Verifica / Esercizio pratico

🔬 Attività - Progetta la VPN per l'istituto

Sei consulente di un ITT con sede centrale (192.168.10.0/24), plesso B (192.168.20.0/24) a 8km e 30 docenti in smart working. Il fornitore del gestionale deve accedere solo a 10.0.0.50:443. La dirigenza vuole anche MPLS dell'operatore per VoIP.

  1. Quale tipo di VPN useresti per collegare sede centrale ↔ plesso B? Disegna dove configuri il tunnel e perché è trasparente per gli studenti. Quale protocollo e perché IPsec e non MPLS da solo?
  2. Per i 30 docenti remoti: scegli tra full tunneling e split tunneling motivando sicurezza vs prestazioni. Elenca i 6 step di connessione Remote Access e dove metteresti autenticazione RADIUS e pool IP.
  3. Definisci Intranet ed Extranet in questo scenario: cosa includi nell'Intranet, cosa nell'Extranet per il fornitore? Quale differenza di ACL implementeresti?
  4. Dirigenza dice "abbiamo MPLS quindi siamo cifrati". Come rispondi? Spiega differenza Secure vs Trusted VPN e proponi soluzione corretta per avere sia QoS VoIP (MPLS) sia riservatezza dati (IPsec over MPLS o IPsec su Internet).
✅ Soluzione ragionata

1) Site-to-Site IPsec: Tunnel tra Router/FW frontiera delle due sedi, sempre attivo, trasparente. IPsec perché serve cifratura E2E su Internet; MPLS da solo garantisce isolamento dell'operatore ma non cifratura, quindi non basta per dati didattici sensibili.

2) Remote Access full tunneling per personale ATA/amministrativo, split tunneling controllato per docenti con policy: traffico verso 192.168.0.0/16 e 10.0.0.0/8 nel tunnel, resto diretto ma con DNS aziendale e filtro web. Step: contatto gateway → IKE → auth RADIUS con MFA → IP da pool 192.168.1.200-220 → tunnel → autorizzazione RBAC (docente vede solo registro, non DC).

3) Intranet = tutte le reti interne scuola (registri, file server, Wi-Fi docenti) accessibili solo a utenti interni autenticati. Extranet = porzione isolata (VLAN DMZ) con server gestionale 10.0.0.50:443 esposta al fornitore via Site-to-Site dedicata + ACL che permette solo TCP 443 da IP fornitore, deny resto, log tutto.

4) Risposta a dirigenza: MPLS è Trusted VPN: operator garantisce separazione con label e QoS, quindi ottimo per VoIP, ma non cifra end-to-end. Chi sniffa nella rete operatore o se operatore è compromesso legge in chiaro. Soluzione: mantenere MPLS per VoIP + aggiungere IPsec overlay (IPsec over MPLS) o mantenere due livelli: MPLS per voce, IPsec su Internet per dati riservati. Così hai sia QoS sia riservatezza.

💬 Tip del docente - come rispondere all'orale

Per la domanda "MPLS è una VPN?" rispondi in 3 step: 1) Sì, è classificata come Trusted VPN. 2) Ma non è Secure: non cifra, isola solo con label. 3) Esempio: se vuoi riservatezza su MPLS devi aggiungere IPsec → IPsec over MPLS. Questo mostra che hai capito distinzione uso vs sicurezza.

✓VPN = tunnel crittografico su Internet: incapsulamento + cifratura + auth + integrità → dati inutilizzabili se intercettati
✓Site-to-Site: collega reti (config su router FW, trasparente, IPsec); Remote Access: singolo utente (client, IP da pool, smart working); Personal: privacy individuale (Wi-Fi pubblici)
✓Intranet = VPN Site-to-Site tra sedi interne; Extranet = VPN Site-to-Site verso partner con accesso limitato a risorse specifiche + ACL dedicate
✓MPLS (Trusted VPN) non è VPN crittografica: offre isolamento e QoS garantiti dall'operatore ma non cifratura E2E → serve IPsec sopra per riservatezza
✓Split tunneling ottimizza banda (solo traffico aziendale nel tunnel) ma aumenta superficie di attacco: dispositivo dual-homed esposto contemporaneamente a Internet e LAN
✓6 step Remote Access: contatto gateway → negoziazione IKE → auth RADIUS/cert → IP pool → tunnel → autorizzazione RBAC

📚 Prossimo passo - IPsec protocollo, modalità operative e negoziazione

Ora che sai perché e quando usare una VPN, nella prossima lezione scendiamo nel dettaglio di IPsec: header AH/ESP, modalità Transport vs Tunnel, Phase 1 e Phase 2 IKEv2, transform-set e come si costruisce davvero un tunnel sicuro. Preparati con AES e HMAC del Modulo 2.